VALUTAZIONE SPEDITIVA DI VULNERABILITÁ SISMICA DEGLI EDIFICI · Installazione su tutti gli edifici...

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VALUTAZIONE SPEDITIVA

DI VULNERABILITÁ SISMICA

DEGLI EDIFICI

19.06.2013

Gruppo di lavoro

VIVIBILITÁ E QUALITÁ URBANA

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INTRODUZIONE AL PROGETTO

In conseguenza dell’obbligo di effettuare le verifiche di vulnerabilità sismica degli edifici strategici

(Scuole, Sedi Istituzionali di Enti, Caserme, Ponti, Viadotti, etc…) così come previsto dalla Legge (D.M.

Infrastrutture del 14/ gennaio 2008), riteniamo indispensabile individuare un metodo “speditivo” che

ci consentisse di limitare tempi e costi delle verifiche sopra dette. Individuato il metodo, occorre

sottoporre ad indagine il patrimonio edilizio sia Pubblico che Privato con cui si potrà redigere una vera

e propria “mappa qualitativa di vulnerabilità sismica” degli edifici esistenti sul territorio

Metropolitano/Regionale/Nazionale (variabile a secondo della diffusione del campione).

L’implementazione con l’installazione di accelerometri presso gli edifici “strategici” degli Enti consente

un rapido impiego delle risorse in caso di evento sismico sul territorio (capacità di stima dello stato dei

danni in “tempo reale”)

Caratteristiche di strategicità del progetto

L’ambito di applicazione preferenziale di tale metodologia è rappresentato da patrimoni edilizi di

significativa consistenza numerica di cui si voglia definire una vulnerabilità sismica di massima e

monitorare, in tempo reale, lo stato di danno causato dal verificarsi di un eventuale evento sismico.

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SEZIONE A: DESCRIZIONE DEL PROGETTO

1. Descrizione

a. obiettivi dell’intervento (indicare gli obiettivi generali)

Comparazione qualitativa di vulnerabilità all’interno del campione analizzato, al fine di operare

scelte di indirizzo nella definizione di una graduatoria di priorità di intervento (progettazione

esecutiva degli interventi di miglioramento/adeguamento sismico dell’immobile).

La classificazione di vulnerabilità sismica degli edifici esaminati, si espliciterà secondo un

“quadro di sintesi” suddiviso in 5 “classi di vulnerabilità” (dal colore rosso fino al colore verde

per gli edifici simicamente adeguati) analogamente a quanto già in uso per la classificazione

energetica degli immobili.

Installazione su tutti gli edifici esaminati, di un sistema accelerometrico biassiale in grado di

fornire, in continuo, informazioni sugli effetti dinamici della struttura indagata.

b. fasi di lavoro

‐ Valutazioni di vulnerabilità sismica eseguite sul totale degli organismi architettonici oggetto di

indagine;

‐ Classificazione della vulnerabilità sismica degli immobili secondo le 5 classi decrescenti di

vulnerabilità;

‐ Installazione dei sistemi di monitoraggio dinamico delle strutture;

‐ Taratura delle strumentazioni e avvio della procedura di acquisizione dati.

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c. metodologia e strumenti

L’U.O. Progettazione e Direzione Lavori Strutture – Sismica della Provincia di Bologna, in

collaborazione con il CIRI (Centro Interdipartimentale di Ricerca Industriale Edilizia e

Costruzioni) della Facoltà di Ingegneria dell’Università di Bologna, ha messo a punto e

sperimentato su tutti i 64 edifici strategici della Provincia di Bologna una “METODOLOGIA

SPEDITIVA PER LA VALUTAZIONE DI VULNERABILITÁ SISMICA DI EDIFICI IN MURATURA E IN

CEMENTO ARMATO”;

Esempio di “schede di sintesi” della vulnerabilità sismica:

In via sperimentale, su due edifici strategici della provincia di Bologna, si è provveduto

all’installazione di un SISTEMA ACCELEROMETRICO BIASSIALE COMPLETO DI SENSORI,

CENTRALINA DI ACQUISIZIONE DATI E SISTEMA DI TRASMISSIONE IN “REMOTO” DELLE

INFORMAZIONI ACQUISITE.

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d. risultati attesi (indicare cambiamenti osservabili e misurabili)

‐ Consente una comparazione relativa di vulnerabilità all’interno del campione analizzato, al fine

di operare scelte di indirizzo nella definizione di una graduatoria di priorità di intervento

(progettazione esecutiva degli interventi di miglioramento/adeguamento sismico

dell’immobile);

‐ L’installazione del sistema accelerometrico, consente l’accertamento dei fenomeni dinamici che

possono influenzare la sicurezza delle strutture portanti degli immobili sia allo stato di quiete

che in condizioni dinamiche conseguenti l’evento sismico.

e. ambito territoriale di impatto del progetto/localizzazione

Territorio Metropolitano con possibilità di estensione al territorio Regionale/Nazionale.

2. Attori/Enti coinvolti e/o da coinvolgere

Denominazione ente/ associazione

/organizzazione

Contributo al progetto Già coinvolto

nel progetto

Provincia di Bologna Ente proprietario degli

immobili indagati

Sì

Università di Bologna Supporto tecnico e scientifico Sì

Proprietari del Patrimonio edilizio Pubblico e

Privato

Indagine di vulnerabilità sugli

immobili di Proprietà

No

Ordini Professionali Ingegneri/Architetti Applicazione della

metodologia per la

valutazione di vulnerabilità

sismica

No

3. Grado di maturità attuativa/istituzionale

É già in atto una prima sperimentazione (progetto pilota)? Sì

É già presente uno studio di fattibilità operativa? Sì

Se no, si può promuovere subito uno studio di fattibilità operativa?

Esiste l’esigenza di creare condizioni di contesto preliminari favorevoli?

Quali?

Creare una metodologia per le indagini di vulnerabilità sismica condivisa tra Enti

Pubblici e Soggetti Privati.

Sì

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4. Stima tempi di realizzazione (cronoprogramma)

1. Definizione della metodologia “RE.SIS.TO. – Resistenza Sismica Totale” – GIÁ REALIZZATA;

2. Applicazione della metodologia a tutti gli edifici strategici della Provincia di Bologna da

estendere a tutti gli edifici gestiti da Enti Pubblici e Soggetti Privati – GIÁ REALIZZATA

PER GLI EDIFICI STRATEGICI DELLA PROVINCIA DI BOLOGNA;

Entro 12 mesi dall’avvio del progetto, estensione dell’indagine di vulnerabilità a un campione

significativo di edifici di proprietà Pubblica e Privata presenti sul territorio Metropolitano.

3. Definizione della classificazione di vulnerabilità sismica del patrimonio edilizio sottoposto a

indagine – GIÁ REALIZZATA PER GLI EDIFICI STRATEGICI DELLA PROVINCIA DI BOLOGNA.

Realizzazione della “mappa qualitativa di vulnerabilità sismica” per dare lettura delle

vulnerabilità sismiche presenti sul territorio Metropolitano (POTENZIALMENTE POTREBBE

ESSERE ESTESA AL TERRITORIO Regionale/Nazionale) – ENTRO 30 MESI DALL’AVVIO DEL

PROGETTO;

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4. Installazione dei sistemi accelerometrici su tutti gli edifici strategici sottoposti a indagine –

DA REALIZZARE, PER GLI EDIFICI DELLA PROVINCIA DI BOLOGNA SU CUI É GIÁ STATA

EFFETTUATA LA VERIFICA DI VULNERABILITÁ SISMICAMA NONCHÉ SUGLI ALTRI

IMMOBILI INDAGATI, ENTRO 24 MESI DALL’AVVIO DEL PROGETTO;

5. Avvio delle procedure per l’acquisizione dei dati e redazione di “report” semestrali dei

risultati riscontrati in relazione alla diffusione dell’applicazione della metodologia sul

territorio. ENTRO 24 MESI DALL’AVVIO DEL PROGETTO.

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SEZIONE B: ELEMENTI DI SPECIFICITÁ DEL PROGETTO

1. Se esiste, descrizione del progetto pilota

La pericolosità sismica del territorio italiano comporta la necessità di conoscere la vulnerabilità

del patrimonio edilizio esistente e in particolar modo di quello pubblico. Un’analisi approfondita,

però, richiede un dispendio di risorse, e soprattutto di tempo, che spesso non è compatibile con

l’impellenza dell’indagine e le disponibilità economiche. L’ampio patrimonio edilizio pubblico

impone, a nostro avviso, l’adozione di metodi speditivi, che permettano la realizzazione di

indagini conoscitive in grado di definire le priorità degli interventi.

Il lavoro svolto è il risultato di una serie di attività che a partire dal 2009 ci hanno consentito di

mettere a punto una procedura speditiva per la Valutazione di Vulnerabilità Sismica degli Edifici

Strategici per le finalità della Protezione Civile sugli immobili in gestione alla Provincia di

Bologna (in particolare ha interessato tutte le scuole di 2° grado superiore, la Sede della

Provincia, alcune sedi distaccate dei Vigili del Fuoco e di alcuni sedi delle caserme dei

Carabinieri).

L’obiettivo perseguito ci ha permesso di redigere una classifica degli edifici strategici in base al

loro rapporto “offerta-domanda” con lo scopo di procedere poi alla programmazione delle

Verifiche Sismiche (da concepire ai sensi della OPCM n. 3274 del 20 marzo 2003) ovvero alla

progettazione degli interventi di Miglioramento Sismico necessari.

Procedura e metodologia

Per la redazione delle Valutazioni di Vulnerabilità Sismica, la Provincia di Bologna, in

collaborazione con il CIRI Centro Interdipartimentale per la ricerca Industriale - Edilizia e

Costruzioni – Università degli Studi di Bologna, ha messo a punto un “Metodo Speditivo per la

Valutazione di Vulnerabilità Sismica” degli edifici strategici in muratura e cemento armato.

Tale metodo ci ha consentito di produrre, in tempi brevi, le Valutazioni di Vulnerabilità sismica

su tutti i complessi strategici della Provincia di Bologna.

L’ambito di applicazione preferenziale di tale metodologia è rappresentato da patrimoni edilizi

di significativa consistenza numerica di cui si voglia definire una vulnerabilità sismica. Questa

informazione, per quanto approssimata, consente una comparazione relativa di vulnerabilità

all’interno del campione analizzato, al fine di poter operare scelte di indirizzo nella definizione di

una graduatoria di priorità per l’esecuzione di studi di vulnerabilità più approfonditi.

La metodologia proposta conduce alla definizione di un’accelerazione al suolo di collasso PGAc

dell’edificio, attraverso la valutazione del taglio resistente dello stesso. Quest’ultima quantità

viene valutata facendo uso di considerazioni meccaniche semplificate e adeguate (ridotta

mediante un coefficiente Crid) opportunamente per tenere conto della reale complessità della

costruzione oggetto di studio.

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Il passaggio dallo schema teorico di calcolo alle condizioni reali dell’edificio, caratterizzato da

possibili criticità strutturali, avviene facendo uso del citato coefficiente Crid, ottenuto a partire

dai parametri contenuti nelle schede di Vulnerabilità sismica di II livello del GNDT. Ciò consente

una valutazione degli aspetti caratterizzati da maggior empirismo secondo metodologie

riconosciute a livello Nazionale e già applicate in diverse occasioni.

Per le valutazioni di carattere locale sono state effettuate alcune semplici considerazioni basate

sulle accelerazioni alla base e sulla geometria degli stessi elementi strutturali.

La metodologia speditiva, utilizzata per la valutazione di vulnerabilità sismica, non permette di

analizzare strutture composte da corpi di altezza d’interpiano diversa o con sistemi costruttivi

differenti. Per tale ragione, la valutazione è stata effettuata considerando esclusivamente questa

parte come giuntata dalle parti in muratura pur non avendo effettivamente visionato che il

giunto presente sia conforme o meno.

Gli edifici vengono suddivisi in tre differenti sezioni:

‐ Sezione A: Edifici scolastici nel Territorio di Bologna e Provincia;

‐ Sezione B: Edifici scolastici nel Territorio del Circondario Imolese;

‐ Sezione C: Edifici Istituzionali (Sede dell’Amm.ne Prov.le, Caserme dei Carabinieri e dei

Vigili del Fuoco in immobili di proprietà dell’Ente).

Sezione A

Sezione B

Sezione C

Edifici Scolastici nel

Territorio di Bologna e

Provincia

Edifici Scolastici nel

Territorio del Circondario

Imolese

Edifici Istituzionali (Sede

Amm.ne Prov.le Via Zamboni,

Caserme CC. e VV.F.)

N.43 complessi scolastici

N.13 complessi scolastici

N.6 complessi immobiliari

N.140 corpi di fabbrica totali



N.39 in muratura

N.97 in cemento armato

N.4 legno, acciaio, misti

N.16 in muratura


N.1 in acciaio

N.7 muratura


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Partendo da un campione di n.191 corpi di fabbrica si è fatta una prima esclusione di tutti

quelli progettati per azioni sismiche in ottemperanza all’Ordinanza n.3274/2003 (dal D.M 1996

fino all’attuale D.M. 2008) risultanti in n.48 corpi di fabbrica (all’interno di questi sono presenti

anche i n.5 corpi di fabbrica realizzati con strutture in acciaio, legno oppure miste per i quali non

è applicabile il Metodo speditivo di Valutazione Vulnerabilità sismica).

Di conseguenza i rimanenti n.143 corpi di fabbrica sono stati valutati mediante il Metodo

Speditivo sopraccitato.

Gli elaborati prodotti per ciascun corpo di fabbrica mediante il Metodo Speditivo sono i seguenti:

a. Valutazione di Vulnerabilità Sismica;

b. Compilazione della scheda CNR-GNDT di II livello;

c. Scheda di Sintesi (riepilogo dei dati più significativi delle Valutazioni di Vulnerabilità;

d. Documentazione fotografica con localizzazione planimetrica;

e. Scheda documentazione strutturale reperita.

Mentre per i corpi “sismicamente progettati” è stata realizzata un’apposita scheda con indicazioni

sulla tipologia strutturale, sullo stato manutentivo della struttura nonché sulle eventuali

vulnerabilità sismiche riscontrate nel corso dei sopralluoghi finalizzati alla redazione delle

schede di vulnerabilità sismica.

2. Fattori critici di successo (FCS)

Descrizione dei FCS negativi (fattori, elementi, situazioni, posizioni, stati che

possono compromettere il successo del progetto; probabilità che insorgano);

contromisure previste:

‐ Indisponibilità degli elaborati strutturali (superabile con un incremento delle indagini con

metodi non distruttivi e rilievo geometrico della struttura);

‐ Difficoltà di accesso agli edifici da parte dei tecnici in quanto sedi di attività

scolastica/Istituzionale (superabile mediante specifici accordi con i gestori).

Descrizione dei FCS positivi (fattori, elementi, situazioni, posizioni, stati che

possono favorire il successo del progetto; probabilità che insorgano); misure

previste:

‐ Verifica delle vulnerabilità delle sedi in cui sono presenti sensibili affollamenti di utenti (ben

viste dalle RLS Aziendali che chiedono verifiche in tal senso dei luoghi di lavoro);

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‐ Sensibile risparmio dei costi rispetta alle verifiche sismiche previste dalle Norme Tecniche

(rapporto 1/10 nel contenimento dei costi) con risultati, ragionando in termini di

VULNERABILITÁ, analoghi a queste ultime;

‐ Pianificazione razionale e oculata degli investimenti previsti per il consolidamento strutturale

e il miglioramento sismico degli immobili.

3. Stima soggetti interessati (se applicabile)

Breve descrizione dei

soggetti interessati

Diretta/indiretta Stima numerica

Enti Pubblici Diretta Tutti quelli presenti sul territorio

Metropolitano/Regionale/Nazionale

Gestori di Patrimoni Edilizi di

Società e/o di Privati

Diretta Tutti quelli presenti sul territorio


Ordini Professionali

Ingegneri/Architetti

Indiretta Tutti quelli presenti sul territorio


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SEZIONE C: QUADRO ECONOMICO/SOSTENIBILITÀ FINANZIARIA

1.a Stima costi di realizzazione progetto

Il costo è stimato in € 8.000,00 (stima della vulnerabilità sismica e installazione di sistema

accelerometrici) per ogni complesso scolastico (il costo è parametrizzato su un campione di 60

complessi scolastici pertanto, potrà subire variazioni in conseguenza

dell’incremento/diminuzione degli edifici che si ritiene opportuno sottoporre a verifica di

vulnerabilità). Per l’applicazione su area Metropolitana, a una porzione significativa del

patrimonio edilizio esistente, si può stimare un importo pari a € 500.000,00.

1.b Stima risorse umane necessarie per la realizzazione progetto

Gruppo di lavoro di n. 4 unità da incrementare di n. 1 unità per ogni 200 immobili che si

aggiungono al campione base di 500 immobili.

2. Costi "a regime" del progetto attuato (se applicabile)

i. L’intervento prevede risparmi di gestione su altre linee di servizio e

funzioni? No

Se sì, indicare quale servizio o funzione potrebbe essere interessato a

risparmi di gestione e in che misura

Ente Servizio o funzione Stima dei risparmi

annui

ii. L’intervento prevede nuovi o maggiori costi di gestione di servizio e

funzione? Sì

Se sì, indicare quale servizio o funzione potrebbe essere interessato a nuovi

o maggiori costi di gestione e in che misura

Gruppo di lavoro


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Ente Nuovo servizio

(SI/NO)

Servizio o funzione Stima dei nuovi o

maggiori costi annui

di gestione

Enti Proprietari degli

immobili

Sì Manutenzione e

lettura dei sistemi

accelerometrici

installati su ogni

complesso

scolastico

€ 500,00 per ogno

complesso

scolastico su cui

saranno installati i

sensori

accelerometrici

3. Possibili Fonti finanziarie per la realizzazione del progetto

(non applicabile ai progetti di sola regolazione o amministrazione)

Ente / soggetto

pubblico

Asse e/o normativa di

riferimento e/o riferimenti

fondo

Già attivato/ da

attivare

Altre risorse messe a

disposizione

(management,

tecnologie,

infrastrutture, ecc.)

Ministero Protezione Civile Nazionale Da attivare

R.E.R. Protezione Civile

Regionale/Istruzione

Da attivare

Ente / organizzazione / associazione privata Già attivato/ da

attivare

Altre risorse messe a

disposizione

(management,

tecnologie,

infrastrutture, ecc.)

Finanziamento attraverso tariffe a carico dell’utenza finale % sul costo totale

Gruppo di lavoro


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SEZIONE D: PROGETTI CONNESSI

1. Integrazione con altri progetti del medesimo o di altro

Gruppo di lavoro (se applicabile)

Titolo del progetto Indicare i vantaggi derivanti dalla sinergia/collegamento

Riqualificazione energetica e

sismica degli edifici

Entrambi i progetti operano al fine di aumentare la sicurezza

sismica degli edifici

2. Integrazione con progetti complementari (se applicabile)

Titolo del progetto Indicato nel piano

strategico

metropolitano

(SI/NO)

Indicare i vantaggi derivanti dalla

sinergia/collegamento

Gruppo di lavoro


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Referenti/responsabili del progetto

Provincia di Bologna: Ing. Davide Parmeggiani (Direttore Settore lavori pubblici della– U.O.

Progettazione e Direzione lavori – Sismica)

Elenco Allegati (se presenti)

Gruppo di lavoro


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Cluster delle idee progettuali presentate al tavolo di

progettazione durante la prima fase del PSM e afferenti al gruppo

di lavoro

I_AAUM_104 - LABORATORIO URBANO: Laboratorio della ricostruzione nelle zone colpite dal sisma

P_AAUM_18 - PROVINCIA DI BOLOGNA: Gestire la ricostruzione post terremoto

P_AAUM_25 - PROVINCIA DI BOLOGNA: Un efficace sistema di prevenzione e monitoraggio della

vulnerabilità di edifici ed infrastrutture

U_AAUM_14 - UNIONE TERRE D’ACQUA: Ricostruzione e Messa in sicurezza del territorio

U_AAUM_29 - UNIONE TERRE DI PIANURA: Gli enti pubblici a garanzia di una vita serena e sicura

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